Die Erneuerbaren Energien sind mit ein Grund dafür, weshalb sich Energieversorger immer schwerer mit der Beurteilung der Netzqualität tun. «Unser Versorgungsnetz wurde ursprünglich für den Einbahnverkehr gebaut und es floss alles in eine Richtung», sagt Geschäftsführer Willi Flükiger vom EW Rümlang und ergänzt: «Mit der Zuführung dezentral erzeugter Energie haben wir plötzlich ganz andere Lastverhältnisse im Netz. Diese erschweren es, die Netzqualität stabil zu halten.
Verantwortlich für diese Qualitätsschwankungen sind vor allem Photovoltaik-Anlagen, die den Sonnenstrom ins Netz einspeisen. Ein weiterer Grund ist die zunehmende Elektromobilität. Da die Fahrzeuge nicht zu einem festgelegten Zeitpunkt aufgeladen werden, sondern dann, wenn es deren Besitzer für erforderlich halten, lässt sich der Energiebedarf und -fluss immer schwieriger prognostizieren.
Zuverlässige Messwerte in Echtzeit
Wie bekommt man also ein Netz, welches mit diesen wechselnden Lastverhältnissen gut umgehen kann? «Damit wir die Netzqualität stabil halten können, benötigen wir zuverlässige Messwerte aus unseren Trafostationen», erklärt Willi Flükiger. Das Problem ist es, auf leichtem Wege an diese Daten zu gelangen! Einen Mitarbeitenden loszuschicken, der die Trafostationen regelmässig anfährt und die Leistungsdaten aufnimmt, ist aufwendig und teuer.
Ausserdem sind die Messwerte teilweise schon nicht mehr aktuell, bis der Mitarbeitende überhaupt von seiner Runde zurück ist. Lichten sich zum Beispiel an einem trüben Tage die Wolken, bringt die Sonne die Elektronen in den Solarpanels schlagartig in Wallung und die eben noch aktuellen Daten sind plötzlich wertlos. Da es in Rümlang inzwischen viele Unternehmen gibt, die leistungsstarke Photovoltaik-Anlagen auf ihren Dächern betreiben, erfordern gerade solche Wetter-Kapriolen Echtzeitdaten für eine zuverlässige Reaktion.
Diese Reaktion wurde mit der Erneuerung des EWR-Kommunikationsnetzes in der Gemeinde Rümlang möglich. In diesem Zuge band nämlich die Brütsch Elektronik AG sämtliche Trafostationen ins neue Glasfasernetz ein und schuf damit die Voraussetzung für eine Echtzeitüberwachung und -reaktion. «Das LWL-Netz ist aber kein zwingendes Kriterium für den Fernzugriff», beteuert Pascal Klingele vom EW Rümlang. Eine Nachbargemeinde, so der System-Ingenieur, möchte ebenfalls aus der Ferne auf seine Ortsnetzstationen zugreifen, plant diesen Zugriff aber auf anderem Wege. In Rümlang entschied man sich deshalb für ein Glasfasernetz, weil die kompakte Netz-Struktur einen geringen Tiefbauanteil garantierte und eines Tages ausserdem die Smart Meter über dieses ausgelesen werden sollen.
Expertise sorgt für Projektzuschlag
Was sprach beim EW Rümlang dafür, bei diesem Projekt mit der Brütsch Elektronik AG zusammenzuarbeiten? «Sie verfügt über einen exzellenten Ruf und hat mit ihrem Netzführungssystem für kleinere Energie-Versorgungsunternehmen ein passendes Produkt. Genau so etwas haben wir gesucht», so Willi Flükiger. Als weiteren Grund für den Projektzuschlag nennt Pascal Klingele den offenen Ansatz des Systems. Es basiert auf Standard-Industrie-Komponenten und lässt sich bei Bedarf jederzeit erweitern und anpassen.
In den Ortsnetzstationen sammelt ein PFC200-Controller zuverlässig alle Sensordaten ein und überträgt diese mittels OPC UA sicher in die Zentrale, wo die Daten visualisiert werden. «Es ist von jeder Mittelspannungsleitung im Versorgungsnetz des EW Rümlang bekannt, welche Spannung anliegt und was für ein Strom mit welcher Frequenz fliesst», betont Dominik Haas. Auch die Werte von Blind-, Wirk- und Scheinleistung, sagt der Projektleiter Automation bei der Brütsch Elektronik AG, sind festgehalten und lassen sich jederzeit ansehen. Ein schneller Blick auf die Übersichtsseite genügt, um die Auslastung der Leitungen zu erkennen.
«Der PFC200-Controller ermöglicht eine Anbindung ohne hohe Initialkosten.»
Pascal Klingele, System-Ingenieur EW Rümlang
Neben diesen Daten übermittelt der PFC200-Controller die Raumtemperatur in den Trafostation sowie die Temperaturen der jeweiligen Transformatoren. Dokumentiert werden zudem sämtliche Schalterstellungen sowie die Status der Schutzgeräte. Des Weiteren sorgen beispielsweise Wasserstandsensoren für zusätzliche Sicherheit. Für die Netzführung lassen sich zudem alle Elemente mit digitalen Notizen ergänzen. Dies vereinfacht unter anderem die Planung und verschafft eine bessere Übersicht über das Versorgungsnetz.
Daten Grundlage für weitere Optimierungen
Für Willi Flükiger ist diese Datenvielfalt denn auch der grösste Gewinn: «Auf Basis von Single-Line-Diagrammen überwachen wir nun das komplette Versorgungsnetz und lösen über hinterlegte Grenzwerte Alarmierungen aus.» Ein weiterer Pluspunkt ist für den Geschäftsführer die lückenlose Dokumentation des Netz-Zustandes, der unter anderem bei Schadensersatzansprüchen von Relevanz ist. Was das genau bedeutet, verdeutlicht er am Beispiel eines Blitzeinschlags: «Wenn dieser über ein anderes Netz kommt, können wir das nun eindeutig beweisen.»
Die Inbetriebnahme des Netzführungssystems verlief bisher planmässig. Nachdem die ersten Trafostationen eingebunden sind und Daten liefern, geht es im nächsten Schritt darum, mit diesen das Versorgungsnetz und dessen Ausbau effizienter zu gestalten. Dominik Haas denkt hier beispielsweise an eine Schwellwert-Überwachung, aufgrund derer Trafos gezielt zu- beziehungsweise abschaltet und so die Wandlungsverluste reduziert werden. «Die gewonnenen Daten dienen hierbei als Grundlage für unsere Modellrechnungen, aus denen wir verschiedene Optimierungsmassnahmen ableiten», sagt er abschliessend.
Die Vorzüge im Detail
Verantwortlich für diese Qualitätsschwankungen sind vor allem Photovoltaik-Anlagen, die den Sonnenstrom ins Netz einspeisen. Ein weiterer Grund ist die zunehmende Elektromobilität. Da die Fahrzeuge nicht zu einem festgelegten Zeitpunkt aufgeladen werden, sondern dann, wenn es deren Besitzer für erforderlich halten, lässt sich der Energiebedarf und -fluss immer schwieriger prognostizieren.
Zuverlässige Messwerte in Echtzeit
Wie bekommt man also ein Netz, welches mit diesen wechselnden Lastverhältnissen gut umgehen kann? «Damit wir die Netzqualität stabil halten können, benötigen wir zuverlässige Messwerte aus unseren Trafostationen», erklärt Willi Flükiger. Das Problem ist es, auf leichtem Wege an diese Daten zu gelangen! Einen Mitarbeitenden loszuschicken, der die Trafostationen regelmässig anfährt und die Leistungsdaten aufnimmt, ist aufwendig und teuer.
Ausserdem sind die Messwerte teilweise schon nicht mehr aktuell, bis der Mitarbeitende überhaupt von seiner Runde zurück ist. Lichten sich zum Beispiel an einem trüben Tage die Wolken, bringt die Sonne die Elektronen in den Solarpanels schlagartig in Wallung und die eben noch aktuellen Daten sind plötzlich wertlos. Da es in Rümlang inzwischen viele Unternehmen gibt, die leistungsstarke Photovoltaik-Anlagen auf ihren Dächern betreiben, erfordern gerade solche Wetter-Kapriolen Echtzeitdaten für eine zuverlässige Reaktion.
Diese Reaktion wurde mit der Erneuerung des EWR-Kommunikationsnetzes in der Gemeinde Rümlang möglich. In diesem Zuge band nämlich die Brütsch Elektronik AG sämtliche Trafostationen ins neue Glasfasernetz ein und schuf damit die Voraussetzung für eine Echtzeitüberwachung und -reaktion. «Das LWL-Netz ist aber kein zwingendes Kriterium für den Fernzugriff», beteuert Pascal Klingele vom EW Rümlang. Eine Nachbargemeinde, so der System-Ingenieur, möchte ebenfalls aus der Ferne auf seine Ortsnetzstationen zugreifen, plant diesen Zugriff aber auf anderem Wege. In Rümlang entschied man sich deshalb für ein Glasfasernetz, weil die kompakte Netz-Struktur einen geringen Tiefbauanteil garantierte und eines Tages ausserdem die Smart Meter über dieses ausgelesen werden sollen.
Expertise sorgt für Projektzuschlag
Was sprach beim EW Rümlang dafür, bei diesem Projekt mit der Brütsch Elektronik AG zusammenzuarbeiten? «Sie verfügt über einen exzellenten Ruf und hat mit ihrem Netzführungssystem für kleinere Energie-Versorgungsunternehmen ein passendes Produkt. Genau so etwas haben wir gesucht», so Willi Flükiger. Als weiteren Grund für den Projektzuschlag nennt Pascal Klingele den offenen Ansatz des Systems. Es basiert auf Standard-Industrie-Komponenten und lässt sich bei Bedarf jederzeit erweitern und anpassen.
In den Ortsnetzstationen sammelt ein PFC200-Controller zuverlässig alle Sensordaten ein und überträgt diese mittels OPC UA sicher in die Zentrale, wo die Daten visualisiert werden. «Es ist von jeder Mittelspannungsleitung im Versorgungsnetz des EW Rümlang bekannt, welche Spannung anliegt und was für ein Strom mit welcher Frequenz fliesst», betont Dominik Haas. Auch die Werte von Blind-, Wirk- und Scheinleistung, sagt der Projektleiter Automation bei der Brütsch Elektronik AG, sind festgehalten und lassen sich jederzeit ansehen. Ein schneller Blick auf die Übersichtsseite genügt, um die Auslastung der Leitungen zu erkennen.
«Der PFC200-Controller ermöglicht eine Anbindung ohne hohe Initialkosten.»
Pascal Klingele, System-Ingenieur EW Rümlang
Neben diesen Daten übermittelt der PFC200-Controller die Raumtemperatur in den Trafostation sowie die Temperaturen der jeweiligen Transformatoren. Dokumentiert werden zudem sämtliche Schalterstellungen sowie die Status der Schutzgeräte. Des Weiteren sorgen beispielsweise Wasserstandsensoren für zusätzliche Sicherheit. Für die Netzführung lassen sich zudem alle Elemente mit digitalen Notizen ergänzen. Dies vereinfacht unter anderem die Planung und verschafft eine bessere Übersicht über das Versorgungsnetz.
Daten Grundlage für weitere Optimierungen
Für Willi Flükiger ist diese Datenvielfalt denn auch der grösste Gewinn: «Auf Basis von Single-Line-Diagrammen überwachen wir nun das komplette Versorgungsnetz und lösen über hinterlegte Grenzwerte Alarmierungen aus.» Ein weiterer Pluspunkt ist für den Geschäftsführer die lückenlose Dokumentation des Netz-Zustandes, der unter anderem bei Schadensersatzansprüchen von Relevanz ist. Was das genau bedeutet, verdeutlicht er am Beispiel eines Blitzeinschlags: «Wenn dieser über ein anderes Netz kommt, können wir das nun eindeutig beweisen.»
Die Inbetriebnahme des Netzführungssystems verlief bisher planmässig. Nachdem die ersten Trafostationen eingebunden sind und Daten liefern, geht es im nächsten Schritt darum, mit diesen das Versorgungsnetz und dessen Ausbau effizienter zu gestalten. Dominik Haas denkt hier beispielsweise an eine Schwellwert-Überwachung, aufgrund derer Trafos gezielt zu- beziehungsweise abschaltet und so die Wandlungsverluste reduziert werden. «Die gewonnenen Daten dienen hierbei als Grundlage für unsere Modellrechnungen, aus denen wir verschiedene Optimierungsmassnahmen ableiten», sagt er abschliessend.
Die Vorzüge im Detail
- Zuverlässige Echtzeitdaten aus den Trafostationen
- Höhere Verfügbarkeit durch kontinuierliche Systemüberwachung
- Schwachstellen-Früherkennung durch Live-Informationen
- Schnellere Reaktion bei Problemen durch gezielte Alarmierung
- Bessere Übersicht bei Bestimmung von Fehlerort und Fehlerart
